JP4839205B2 - Fluorite manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、例えば光学用レンズ、例えば半導体リソグラフィーなどに用いるレンズ材料として利用することができる蛍石(;CaF、フッ化カルシウム)の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing fluorite (; CaF 2 , calcium fluoride) that can be used as a lens material used for optical lenses, for example, semiconductor lithography.

蛍石の結晶(CaF2結晶)は、色分散が非常に小さく、一般的な光学ガラスに比べて屈折率及び分散率が低い上、特殊な部分分散特性(:異常部分分散、アッベ数:95)を備えているため、色消レンズ(アポクロマート)、赤外線分析装置やエキシマレーザー等の窓板、TVカメラレンズや顕微鏡レンズ、微細パターンをウェハー上に転写するための装置である半導体リソグラフィー(ステッパーやスキャナーなどを含む)装置のレンズなどに広く利用されている。 Fluorite crystals (CaF 2 crystals) have very small chromatic dispersion, lower refractive index and dispersion ratio than general optical glass, and special partial dispersion characteristics (: abnormal partial dispersion, Abbe number: 95) ), An achromatic lens (apochromat), a window plate such as an infrared analysis device and an excimer laser, a TV camera lens and a microscope lens, and semiconductor lithography (devices for transferring a fine pattern onto a wafer) Widely used for lens of equipment (including scanner).

半導体リソグラフィー装置において微細化加工を担うステッパー(;縮小投影型露光装置)は、解像力を高めるために光源の短波長化が進められ、エキシマレーザ(波長:193nm)を光源に用いたステッパーが開発されたのに伴い、これに適したレンズ材料として蛍石が注目されている。
しかし、このような高精度ステッパーに用いるレンズ材料には、解像度を高めるために歪複屈折が少ないことが求められ、そのためには材料中に残存する歪(残留歪)が極めて少なくて均質な蛍石である必要があるが、そのような蛍石を製造することは容易なことではない。
The stepper (reduction projection type exposure apparatus) responsible for miniaturization in semiconductor lithography equipment has been shortening the wavelength of the light source in order to increase the resolution, and a stepper using an excimer laser (wavelength: 193 nm) as the light source has been developed. As a result, fluorite has been attracting attention as a lens material suitable for this.
However, a lens material used for such a high-precision stepper is required to have a low strain birefringence in order to increase the resolution. For this purpose, a homogeneous fluorescent material with very little strain (residual strain) remaining in the material is required. Although it needs to be a stone, it is not easy to make such fluorite.

蛍石は、ブリッジマン法等の単結晶育成法によってCaF2結晶を成長させた後、得られたCaF2結晶を熱処理(アニールとも言う)して製造するのが一般的である。結晶育成工程で得られたCaF2結晶を熱処理することにより、結晶育成時に導入された残留応力を除去することができ、CaF2結晶内の残留歪(歪複屈折)を低減することができる。したがって、上記の如き高度な光学特性を備えた蛍石を製造するためには熱処理工程は特に重要である。 Fluorite is generally produced by growing a CaF 2 crystal by a single crystal growth method such as the Bridgman method and then heat-treating (also called annealing) the obtained CaF 2 crystal. By heat-treating the CaF 2 crystal obtained in the crystal growth step, the residual stress introduced during the crystal growth can be removed, and the residual strain (strain birefringence) in the CaF 2 crystal can be reduced. Therefore, the heat treatment step is particularly important for producing fluorite having the above-described high optical characteristics.

そこで、熱処理工程に注目して蛍石の製造技術を検討してみると、従来の熱処理方法は、結晶育成工程で得たCaF2結晶を熱処理炉内に配置し、炉内温度を所定の熱処理温度まで上昇させ、当該熱処理温度に到達させた後、結晶内の温度分布(温度差)を極力低減・抑制するために、精密に温度を制御して当該熱処理温度を一定時間維持し、その後徐冷するという方法が一般的であった。例えば特許文献1には、蛍石単結晶を1020℃〜1150℃の範囲にある第1の温度(1080℃)に所定時間保持した後、第1の温度(1080℃)から第2の温度(700℃以下)まで1.0(℃/時間)以下の冷却速度で降温する方法が開示されており、特許文献2には、結晶成長したフッ化物単結晶をアニール炉に入れ、るつぼを900〜1000℃に加熱し、20時間以上加熱する方法が開示され、特許文献3には、熱処理炉内を真空雰囲気にし、1000℃で24時間保持して熱処理した後、冷却する方法が開示されている。 Therefore, when examining the fluorite manufacturing technology by paying attention to the heat treatment process, the conventional heat treatment method arranges the CaF 2 crystal obtained in the crystal growth process in a heat treatment furnace and sets the furnace temperature to a predetermined heat treatment. After reaching the temperature and reaching the heat treatment temperature, in order to reduce and suppress the temperature distribution (temperature difference) in the crystal as much as possible, the temperature is precisely controlled and the heat treatment temperature is maintained for a certain period of time, and then gradually The method of cooling was common. For example, in Patent Document 1, after holding a fluorite single crystal at a first temperature (1080 ° C.) in a range of 1020 ° C. to 1150 ° C. for a predetermined time, the first temperature (1080 ° C.) to the second temperature ( A method of lowering the temperature at a cooling rate of 1.0 (° C./hour) or less to 700 ° C. or less is disclosed, and Patent Document 2 discloses that a fluoride single crystal having crystal growth is put in an annealing furnace, and a crucible is placed at 900 to A method of heating to 1000 ° C. and heating for 20 hours or more is disclosed, and Patent Document 3 discloses a method of cooling the interior of the heat treatment furnace in a vacuum atmosphere, holding the heat treatment at 1000 ° C. for 24 hours, and then cooling. .

特開2001−335398号公報JP 2001-335398 A 特開2003−238293号公報、[0038]等JP 2003-238293 A, [0038], etc. 特開2004−99409号公報、[0055]等JP 2004-99409 A, [0055] etc.

本発明は、CaF2結晶の熱処理工程を工夫することにより、歪複屈折を有効に低減することができ、歪複屈折(歪み)が少なくて均質なCaF2結晶を得ることができる新たな蛍石の製造方法を提供せんとするものである。 The present invention, by devising a heat treatment process of the CaF 2 crystal, it is possible to effectively reduce the Ibitsufuku refraction, new firefly capable less Ibitsufuku refraction (strain) to obtain a homogeneous CaF 2 crystal It is intended to provide a method for producing stone.

本発明は、結晶育成工程で得られたCaF2結晶の熱処理において、炉内温度を上昇させて1000〜1350℃の範囲内に到達させた後、900〜1350℃の温度領域にて降温と昇温を交互に行なう昇降サイクルを少なくとも2回実施し、続いて冷却することを特徴とする蛍石の製造方法を提案する。 In the heat treatment of the CaF 2 crystal obtained in the crystal growth step, the present invention raises the furnace temperature to reach the range of 1000 to 1350 ° C., and then lowers and raises the temperature in the temperature range of 900 to 1350 ° C. The present invention proposes a method for producing fluorite characterized by performing at least two ascending / descending cycles in which the temperatures are alternately changed and subsequently cooling.

本発明では、蛍石の融点(約1420℃)より低温の温度領域において昇降サイクルを実施し、CaF2結晶内に積極的に温度勾配を導入すると共に、その温度勾配を周期的に反転させることにより、結晶内に存在する微視的欠陥である転位を低減することができ、巨視的にも結晶の均質性を高め、残留歪(歪複屈折)を有効に低減することができる。 In the present invention, an elevating cycle is performed in a temperature region lower than the melting point of fluorite (about 1420 ° C.), and a temperature gradient is positively introduced into the CaF 2 crystal and the temperature gradient is periodically reversed. Accordingly, dislocations that are microscopic defects existing in the crystal can be reduced, the homogeneity of the crystal can be enhanced macroscopically, and the residual strain (strain birefringence) can be effectively reduced.

本発明の製造方法によれば、歪みなどが入り易く且つ除去し難いと言われる<100>方位の平行平面を有する結晶基板(「<100>方位の結晶基板」という)において、光入射面を(100)面としたときの<100>方位の波長633nmにおける厚みあたりの歪複屈折値の平均値が0.4nm/cm〜1.8nm/cmであり、且つ波長633nmにおける厚みあたりの歪複屈折値の最大値と最小値の差(:PV:peak-to-valley)が4.0nm/cm以下である蛍石(図3(a)参照)、或いは、<111>方位の平行平面を有する結晶基板(「<111>方位の結晶基板」という)において、光入射面を(111)面としたときの、<111>方位の波長633nmにおける厚みあたりの歪複屈折値の平均値が0.2nm/cm〜0.4nm/cmであり、且つ波長633nmにおける厚みあたりの歪複屈折値の最大値と最小値の差(:PV)が3.2nm/cm以下である蛍石(図3(b)参照)を得ることができる。   According to the manufacturing method of the present invention, in a crystal substrate having a <100> -oriented parallel plane (referred to as “<100> -oriented crystal substrate”) which is said to be easily distorted and difficult to remove, a light incident surface is formed. The average value of the strain birefringence value per thickness at a wavelength of 633 nm in the <100> orientation with respect to the (100) plane is 0.4 nm / cm to 1.8 nm / cm, and the strain duplex per thickness at the wavelength of 633 nm. A fluorite having a difference between the maximum value and the minimum value of refraction (: PV: peak-to-valley) of 4.0 nm / cm or less (see FIG. 3A), or a parallel plane of <111> orientation The average value of the strain birefringence value per thickness at a wavelength of 633 nm in the <111> orientation is 0 when the light incident surface is the (111) plane in the crystal substrate having “<111> orientation crystal substrate”. .2 nm / cm to 0 A fluorite having a difference between the maximum value and the minimum value of the strain birefringence value per thickness at a wavelength of 633 nm (: PV) of 3.2 nm / cm or less (see FIG. 3B) is obtained. be able to.

このように、本発明の製造方法により得られる蛍石は、歪などが入りやすく且つ除去し難いと言われる<100>方位の結晶基板、或いは<111>方位の結晶基板において、巨視的に結晶の均質性が高く、且つ残留歪(歪複屈折)が極めて少ない蛍石であるため、例えばTVカメラレンズ、顕微鏡レンズ、赤外線分析用窓材、半導体リソグラフィー装置に用いられるレンズなどのレンズ材料、特に高度な光学特性が要求されるArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザ露光装置やF(フッ素)エキシマレーザ露光装置など、紫外或いは真空紫外波長域のレーザを光源に用いた露光装置等のステッパー用レンズ材料として好適に用いることができる。 As described above, the fluorite obtained by the production method of the present invention is macroscopically crystallized on a <100> -oriented crystal substrate or a <111> -oriented crystal substrate which is said to be easily strained and difficult to remove. Is a fluorite having a high homogeneity and extremely low residual strain (strain birefringence). For example, lens materials such as TV camera lenses, microscope lenses, infrared analysis window materials, lenses used in semiconductor lithography apparatuses, Lenses for steppers such as ArF (Argon Fluoride) excimer laser exposure equipment and F 2 (Fluorine) excimer laser exposure equipment that require advanced optical characteristics, such as exposure equipment using lasers in the ultraviolet or vacuum ultraviolet wavelength region as light sources It can be suitably used as a material.

なお、本発明において、熱処理時の温度は、特にことわらない限り、炉内の雰囲気温度の意である。
また、本発明において、「<100>方位の平行平面を有する」とは、平行平面が(100)面或いは(100)面に平行な面であることを意味し、「<111>方位の平行平面を有する」も同様である。
また、本明細書において「X〜Y」(X、Yは任意の数字)と記載した場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意を示し、同時に「好ましくはXより大きく、Yより小さい」の意も包含する。
In the present invention, the temperature during the heat treatment means the atmospheric temperature in the furnace unless otherwise specified.
In the present invention, “having a <100> azimuth parallel plane” means that the parallel plane is the (100) plane or a plane parallel to the (100) plane. The same applies to “having a plane”.
Further, in the present specification, when “X to Y” (X and Y are arbitrary numbers) is indicated, it means “X or more and Y or less” unless otherwise specified, and at the same time, “preferably larger than X, Y It also includes the meaning of “smaller”.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下に本発明の実施形態について詳細に述べるが、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

本実施形態では、結晶育成工程で得られたCaF2結晶を熱処理炉内に配置し、炉内温度を上昇させて昇温目標温度に到達させた後、所定の熱処理温度領域にて、降温と昇温を交互に行なう昇降サイクルを少なくとも2回実施する熱処理工程と、熱処理工程に続いて冷却する冷却工程と、を経て蛍石を製造する(以下、この製造方法を「本製造方法」という)。 In the present embodiment, the CaF 2 crystal obtained in the crystal growth step is placed in a heat treatment furnace, the furnace temperature is raised to reach the temperature rise target temperature, and then the temperature is lowered in a predetermined heat treatment temperature region. Fluorite is produced through a heat treatment step of performing at least two ascending / descending cycles for alternately raising the temperature and a cooling step of cooling following the heat treatment step (hereinafter, this production method is referred to as “the present production method”). .

<原料>
本製造方法では、フッ化カルシウム(CaF)の原料を特に限定するものではなく、CaFの原料として知られている全ての原料を用いることができる。一例としては、粉末状のCaF原料と、スカベンジャー或いはフッ化剤、すなわち蛍石内の不純物(主に酸素)を除去する反応材料とを挙げることができる。
<Raw material>
In this manufacturing method, the raw material of calcium fluoride (CaF 2 ) is not particularly limited, and all raw materials known as CaF 2 raw materials can be used. As an example, a powdered CaF 2 raw material and a scavenger or a fluorinating agent, that is, a reaction material that removes impurities (mainly oxygen) in fluorite can be mentioned.

CaF原料としては、公知のCaF原料を用いることができる。紫外や真空紫外域で使用されるCaF2結晶を製造するには、人工的に合成された高純度なCaF粉末を原料として使用するのが好ましい。例えば炭酸カルシウムとフッ化水素とを反応させて合成して得られる粉末状のCaFを挙げることができる。但し、このような合成法に限定するものではない。 The CaF 2 raw material may be a known CaF 2 raw material. In order to produce a CaF 2 crystal used in the ultraviolet or vacuum ultraviolet region, it is preferable to use an artificially synthesized high-purity CaF 2 powder as a raw material. An example is powdered CaF 2 obtained by synthesizing calcium carbonate and hydrogen fluoride. However, it is not limited to such a synthesis method.

また、スカベンジャー或いはフッ化剤としては、フッ化亜鉛(ZnF2)、フッ化鉛(PbF2)、フッ化ビスマス(BiF3)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化リチウム(LiF)等を挙げることができる。 Examples of scavengers or fluorinating agents include zinc fluoride (ZnF 2 ), lead fluoride (PbF 2 ), bismuth fluoride (BiF 3 ), sodium fluoride (NaF), and lithium fluoride (LiF). be able to.

<結晶育成工程>
本製造方法は、CaF2結晶の結晶育成方法を特に限定するものではない。例えばBridgman−Stockbarger法(「BS法」ともいう)、Czochralski(「CZ法」ともいう)、ゾーンメルト法、これらの改良法、その他の融液成長法等を適宜採用することができる。
<Crystal growth process>
This production method does not particularly limit the method of growing the CaF 2 crystal. For example, the Bridgman-Stockbarger method (also referred to as “BS method”), Czochralski (also referred to as “CZ method”), zone melt method, improved methods thereof, and other melt growth methods can be appropriately employed.

ちなみに、BS法は、るつぼの中に原料を入れて融解させ、るつぼを引下げながら、るつぼ底から単結晶を育成させていく方法である。結晶育成装置が比較的安価であり、大口径の単結晶を比較的に容易に育成可能である特徴を備えている。その反面、結晶成長方位の制御が困難であり、また、結晶育成時や冷却時に無理な応力がかかるため、応力分布が結晶内に残って歪複屈折が誘起され易いと言われている。本発明によれば、このような結晶内に残留する歪複屈折を軽減することができるから、逆に言うと、BS法は本発明の熱処理工程の効果をより一層享受できる結晶育成方法であるとも言うことができる。   Incidentally, the BS method is a method in which raw materials are put in a crucible and melted, and a single crystal is grown from the bottom of the crucible while lowering the crucible. The crystal growing apparatus is relatively inexpensive and has a feature that a single crystal having a large diameter can be grown relatively easily. On the other hand, it is difficult to control the crystal growth orientation, and an excessive stress is applied during crystal growth or cooling, so that it is said that the stress distribution remains in the crystal and strain birefringence is easily induced. According to the present invention, such strain birefringence remaining in the crystal can be reduced. Conversely, the BS method is a crystal growth method that can further enjoy the effects of the heat treatment step of the present invention. It can also be said.

CZ法は、るつぼ内に原料を入れて融解させ、シード(種結晶)を溶融液面に接触させて単結晶を回転引き上げながら育成(結晶化)していく方法である。CZ法は、結晶方位を特定し結晶化させることが可能であるため、目的とする結晶方位の育成が容易であると言われている。   The CZ method is a method in which a raw material is put in a crucible and melted, and a seed (seed crystal) is brought into contact with a molten liquid surface to grow (crystallize) while rotating the single crystal. The CZ method is said to facilitate the growth of the target crystal orientation because it is possible to identify and crystallize the crystal orientation.

なお、短波長レーザ用の光学素子として使用する場合、CaF2結晶中の金属不純物の濃度が極めて微量であることが求められる。例えば鉄(Fe)やニッケル(Ni)、クロム(Cr)等の不純物量が各々10ppm以下、特に1ppm以下、中でも特に0.05ppm程度以下であるのが好ましいとされる。
このように原料中の金属不純物の濃度を低減させる精製処理方法の一例として、フッ酸や硝酸などの清浄な酸を用いて50℃程度以上の温度で溶液化した後、室温まで温度を徐々に低下させる方法を挙げることができる。
When used as an optical element for a short wavelength laser, the concentration of metal impurities in the CaF 2 crystal is required to be extremely small. For example, the amount of impurities such as iron (Fe), nickel (Ni), and chromium (Cr) is preferably 10 ppm or less, particularly 1 ppm or less, and particularly preferably about 0.05 ppm or less.
As an example of the purification treatment method for reducing the concentration of metal impurities in the raw material in this way, the solution is made into a solution at a temperature of about 50 ° C. or higher using a clean acid such as hydrofluoric acid or nitric acid, and the temperature is gradually lowered to room temperature. The method of reducing can be mentioned.

以上のようにして育成された結晶は、必要に応じて所定の大きさ、並びに、所定の方位の表面が出現するように切り出して熱処理工程に供するのが好ましい。本実施形態では、(100)面或いは(111)面に平行に結晶を出現させるように結晶を切り出し、所定の大きさ(必要な有効径)を有する平行平面多角形形状に加工し(これを「結晶基板」という)、これを熱処理工程に供している。   The crystal grown as described above is preferably cut out so that a surface having a predetermined size and a predetermined orientation appears as necessary, and subjected to a heat treatment step. In this embodiment, the crystal is cut out so that the crystal appears parallel to the (100) plane or the (111) plane, and processed into a parallel plane polygonal shape having a predetermined size (required effective diameter) (this is This is referred to as a “crystal substrate” and is subjected to a heat treatment step.

<熱処理工程>
熱処理工程では、上記のように結晶育成工程で育成され、加工されたCaF2結晶基板(「<100>方位の結晶基板」又は「<111>方位の結晶基板」、これらを代表して「CaF2結晶基板」という)を熱処理炉内に配置し、炉内温度を上昇させ、昇温目標温度に到達させた後、所定の熱処理温度領域にて降温と昇温を交互に行なう昇降サイクルを少なくとも2回実施する。
なお、上記の炉内温度とは、特にことわらない限り、炉内の雰囲気温度の意である。
<Heat treatment process>
In the heat treatment step, the CaF 2 crystal substrate (“<100> orientation crystal substrate” or “<111> orientation crystal substrate” or “<111> orientation crystal substrate”) grown and processed in the crystal growth step as described above, and “CaF At least a raising / lowering cycle in which the temperature in the furnace is raised and the temperature rise target temperature is reached, and the temperature is lowered and raised alternately in a predetermined heat treatment temperature region. Perform twice.
The above furnace temperature means the atmospheric temperature in the furnace unless otherwise specified.

使用する熱処理炉の構成は限定されるものではなく、公知の構成の熱処理炉を使用することができる。一例としては、図1に示すような熱処理炉を使用することができる。この図において、1は気密炉、2は断熱材、3は支持台、4はカーボン製容器、5はCaF2結晶基板、6はヒータ、7は温度センサ、8は温度制御装置である。 The structure of the heat treatment furnace to be used is not limited, and a heat treatment furnace having a known structure can be used. As an example, a heat treatment furnace as shown in FIG. 1 can be used. In this figure, 1 is an airtight furnace, 2 is a heat insulating material, 3 is a support, 4 is a carbon container, 5 is a CaF 2 crystal substrate, 6 is a heater, 7 is a temperature sensor, and 8 is a temperature control device.

熱処理炉は、内部を気密状態に保持し得る気密炉1を備え、気密炉1内の雰囲気を所定状態に調整できると共に、気密炉1内の温度を決められた温度プロファイルに従って高精度に制御できるものであれば特に構成を限定するものではない。
気密炉1内の雰囲気を所定状態に調整するには、例えば排気系統と気体導入系統とを気密炉1に付設し、該排気系統により気密炉1内の気体を排気しつつ該気体導入系統により所定の気体を適切量導入して調整するようにすればよい。
また、気密炉1内の温度を決められた温度プロファイルに従って高精度に制御するには、例えば断熱材2の内壁に沿って複数個のヒータ6を配置すると共に、気密炉1内に設置したカーボン製容器4の外壁付近の適宜高さ、例えば上層部、中層部及び下層部の各高さに温度センサ7を設置し、これら温度センサ7と前記ヒータ6とを温度制御装置8を介して接続することにより、温度制御装置8に入力された温度プロファイルに従って制御するようにすればよい。
The heat treatment furnace includes a hermetic furnace 1 capable of maintaining the inside in an airtight state, the atmosphere in the airtight furnace 1 can be adjusted to a predetermined state, and the temperature in the airtight furnace 1 can be controlled with high accuracy according to a determined temperature profile. If it is a thing, it will not specifically limit a structure.
In order to adjust the atmosphere in the hermetic furnace 1 to a predetermined state, for example, an exhaust system and a gas introduction system are attached to the hermetic furnace 1, and the gas introduction system is configured to exhaust the gas in the hermetic furnace 1 by the exhaust system. What is necessary is just to adjust and introduce a predetermined amount of predetermined gas.
In addition, in order to control the temperature in the airtight furnace 1 with high accuracy according to the determined temperature profile, for example, a plurality of heaters 6 are arranged along the inner wall of the heat insulating material 2 and the carbon installed in the airtight furnace 1 is used. A temperature sensor 7 is installed at an appropriate height in the vicinity of the outer wall of the container 4, for example, at an upper layer portion, a middle layer portion, and a lower layer portion, and the temperature sensor 7 and the heater 6 are connected via a temperature control device 8. Thus, control may be performed according to the temperature profile input to the temperature control device 8.

熱処理炉内にCaF2結晶基板5を配置する際は、例えば図1に示すように、複数のカーボン製容器4を上下方向に積み重ねるようにして気密炉1内に配置し、それらカーボン製容器4のそれぞれ内にCaF2結晶基板5を収納するようにすればよい。 When the CaF 2 crystal substrate 5 is arranged in the heat treatment furnace, for example, as shown in FIG. 1, a plurality of carbon containers 4 are arranged in the airtight furnace 1 so as to be stacked in the vertical direction, and these carbon containers 4 The CaF 2 crystal substrate 5 may be accommodated in each of these.

ここで、カーボン製容器4は、例えば、開口部を備えた枡状の容器本体と蓋体とからなり、容器本体は上下に積み重ねることができ、上に積み重ねた容器本体の底部が下側の容器本体の蓋として機能し、最上部の容器本体にのみ蓋体を被着すればよい構成のものを用いることができる。
このカーボン製容器4は、例えばカーボンの押出成型品やCIP成型品等の一般的なカーボン素材からなるものを用いることができる。
Here, the carbon container 4 is composed of, for example, a bowl-shaped container body having an opening and a lid, and the container body can be stacked up and down, and the bottom of the container body stacked on the lower side is the lower side. A structure that functions as a lid of the container main body and that only needs to be attached to the uppermost container main body can be used.
The carbon container 4 may be made of a general carbon material such as a carbon extruded product or a CIP molded product.

熱処理における雰囲気、上記熱処理炉で言えば、気密炉1及びカーボン製容器4内の雰囲気は、真空雰囲気、或いはアルゴン(Ar)等の不活性ガス雰囲気とすればよい。中でも、アルゴン等の不活性ガス雰囲気、その中でも、アルゴンガスにフッ素系ガス(例えばCFガス)を混合・注入してなる雰囲気が好ましい。 The atmosphere in the heat treatment, that is, the atmosphere in the airtight furnace 1 and the carbon container 4 may be a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere such as argon (Ar). Among these, an inert gas atmosphere such as argon is preferable, and an atmosphere obtained by mixing and injecting a fluorine-based gas (for example, CF 4 gas) into argon gas is preferable.

また、CaF2結晶基板5をカーボン製容器4内に収納する際、CaF2結晶基板5と共にフッ化剤を一緒に収納するようにしてもよい。フッ化剤としては、例えば、テフロン(登録商標)、酸性フッ化アンモニウム(NH4F・HF)等、或いは、フッ化鉛、フッ化亜鉛等、或いは、昇温することによりフッ素成分を気化させることができる物質を用いることができる。
このフッ化剤は、CaF2結晶基板5の表面やカーボン製容器4の内部に残る酸素や水分がCaF2結晶基板5と反応することを防ぐために用いるものであるが、必ず用いる必要はない。
Further, when the CaF 2 crystal substrate 5 is stored in the carbon container 4, the fluorinating agent may be stored together with the CaF 2 crystal substrate 5. Examples of the fluorinating agent include Teflon (registered trademark), acidic ammonium fluoride (NH 4 F · HF), lead fluoride, zinc fluoride, or the like, or vaporize the fluorine component by raising the temperature. Substances that can be used can be used.
This fluorinating agent is used to prevent oxygen and moisture remaining on the surface of the CaF 2 crystal substrate 5 and inside the carbon container 4 from reacting with the CaF 2 crystal substrate 5, but is not necessarily used.

次に、熱処理工程における温度プロファイルについて説明する。   Next, the temperature profile in the heat treatment process will be described.

熱処理工程では、図2に示すように、先ず炉内温度を所定の昇温目標温度まで上昇させ(:昇温ステップ)、続いて、所定の熱処理温度領域にて、降温と昇温とを交互に行なう昇降サイクルを少なくとも2回実施し(昇降サイクルステップ)、その後、冷却工程に移るようにすることが重要である。   In the heat treatment step, as shown in FIG. 2, first, the furnace temperature is raised to a predetermined temperature increase target temperature (: temperature increase step), and then the temperature decrease and the temperature increase are alternately performed in a predetermined heat treatment temperature region. It is important that the elevating / lowering cycle is performed at least twice (elevating / lowering cycle step) and then the cooling process is started.

昇温ステップにおける昇温速度は特に限定するものではないが、カーボン製容器4内に収納されたCaF2結晶基板5が熱衝撃により割れ等の破損が生じないように炉内温度を上昇させる必要があるため、例えば10℃/h〜200℃/hとするのが好ましい。 The temperature raising rate in the temperature raising step is not particularly limited, but it is necessary to raise the furnace temperature so that the CaF 2 crystal substrate 5 accommodated in the carbon container 4 does not break due to thermal shock such as cracking. Therefore, for example, it is preferably 10 ° C./h to 200 ° C./h.

昇温目標温度は、1000〜1350℃の範囲内の温度に設定することが重要である。
この際、昇温目標温度が1000℃より低いと、熱処理による歪緩和の効果が得られ難くなるから好ましくない。また、昇温目標温度が1350℃より高くなると、蛍石の融点(約1420℃)より低温であっても融け始める、或いは昇華する可能性があるから好ましくない。
このような観点から、昇温目標温度は1000〜1300℃の範囲内に設定するのがより好ましく、中でも1150〜1250℃の範囲内の温度に設定するのがさらに好ましい。
It is important to set the temperature increase target temperature to a temperature within the range of 1000 to 1350 ° C.
At this time, if the target temperature rise is lower than 1000 ° C., it is not preferable because the effect of strain relaxation by heat treatment is difficult to obtain. Further, it is not preferable that the target temperature rise is higher than 1350 ° C., since it may start to melt or sublimate even if it is lower than the melting point of fluorite (about 1420 ° C.).
From such a viewpoint, it is more preferable to set the temperature increase target temperature within the range of 1000 to 1300 ° C, and it is even more preferable to set the temperature within the range of 1150 to 1250 ° C.

昇降サイクルにおける温度領域、すなわち熱処理温度領域は、900〜1350℃の温度領域にて、特に1000〜1300℃の温度領域にて、降温と昇温を交互に行なうことが好ましい。
このように900〜1350℃の温度領域にて降温と昇温を交互に行なうことにより、CaF2結晶内に温度勾配を導入でき、且つこの温度勾配を周期的に反転させることができるから、これによって結晶内に存在する微視的欠陥である転位を低減することができ、巨視的にも結晶の均質性を高め、残留歪(歪複屈折)を有効に低減することができる。
The temperature range in the ascending / descending cycle, that is, the heat treatment temperature range is preferably 900 to 1350 ° C., particularly 1000 to 1300 ° C., and the temperature is preferably lowered and raised alternately.
In this way, by alternately lowering the temperature and raising the temperature in the temperature range of 900 to 1350 ° C., a temperature gradient can be introduced into the CaF 2 crystal, and this temperature gradient can be periodically reversed. Therefore, dislocations that are microscopic defects existing in the crystal can be reduced, the crystal homogeneity can be increased macroscopically, and the residual strain (strain birefringence) can be effectively reduced.

昇降サイクルにおける降温と昇温は、降温時の下限温度及び昇温時の上限温度が一定となるように繰り返してもよい。また、例えば降温時の下限温度がサイクルを繰り返す毎に上昇するように設定したり、或いは下降するように設定したり、或いは特定の規則性なくランダムに設定したりしてもよい。同様に、昇温時の上限温度がサイクルを繰り返す毎に上昇するように設定したり、或いは下降するように設定したり、或いは特定の規則性なくランダムに設定したりすることもできる。
さらに、昇降サイクルにおける降温から昇温へ或いは昇降から降温への切り替えを、直線的に折り返すような温度プロファイルで行なってもよいし、また、曲線的に折り返して、例えばsin曲線となるような波形状のプロファイルとなるように温度制御してもよい。
The temperature lowering and temperature raising in the raising / lowering cycle may be repeated so that the lower limit temperature at the time of lowering temperature and the upper limit temperature at the time of raising temperature are constant. Further, for example, the lower limit temperature at the time of temperature decrease may be set to increase or decrease every time the cycle is repeated, or may be set at random without specific regularity. Similarly, the upper limit temperature at the time of temperature rise can be set so as to increase or decrease every time the cycle is repeated, or can be set randomly without specific regularity.
Further, the switching from the temperature decrease to the temperature increase or the temperature increase / decrease in the ascending / descending cycle may be performed with a temperature profile that folds linearly, or a wave that folds into a curve and becomes a sin curve, for example. You may control temperature so that it may become a profile of a shape.

昇降サイクルにおける降温と昇温は、CaF2結晶の超イオン伝導転移点である1150℃より高い温度領域、例えば1150〜1350℃の領域で降温と昇温を交互に繰り返すようにしてもよいし、また、CaF2の超イオン伝導転移点である1150℃より低い温度領域、例えば900〜1150℃の領域で降温と昇温を交互に繰り返すようにしてもよいが、最も効果的であるのは、CaF2の超イオン伝導転移点である1150℃を跨いで降温と昇温を交互に行なう方法である。
CaF2の超イオン伝導転移点である1150℃を跨いで降温と昇温を交互に行なうことにより、温度の上昇或いは下降とともに結晶内を移動する転位や結晶亜粒界組織の移動をさらに促進させることにより、消失させることができる。
なお、「CaF2の超イオン伝導転移点」とは、CaF2が顕著に超イオン導電性を示す温度の意味である。
The temperature decrease and temperature increase in the elevating cycle may be repeated alternately in the temperature range higher than 1150 ° C., which is the superionic conduction transition point of the CaF 2 crystal, for example, in the range of 1150 to 1350 ° C., Further, the temperature lowering and the temperature raising may be alternately repeated in a temperature region lower than 1150 ° C. which is the superionic conduction transition point of CaF 2 , for example, in the region of 900 to 1150 ° C., but the most effective is This is a method of alternately lowering the temperature and raising the temperature over 1150 ° C., which is the superionic conduction transition point of CaF 2 .
By alternately lowering and raising the temperature over 1150 ° C., which is the superionic conduction transition point of CaF 2, the movement of dislocations and crystal subboundary structures moving in the crystal as the temperature rises or falls is further promoted. Can be eliminated.
“CaF 2 superionic conduction transition point” means a temperature at which CaF 2 exhibits superionic conductivity.

昇降サイクルにおける昇温速度は、1℃/h〜500℃/hとするのが好ましく、特に10℃/h〜100℃/h、中でも特に30℃/h〜80℃/hとするのが好ましい。
昇降サイクルにおける降温速度は、1℃/h〜500℃/hとするのが好ましく、特に10℃/h〜100℃/h、中でも特に30℃/h〜80℃/hとするのが好ましい。
The heating rate in the lifting cycle is preferably 1 ° C / h to 500 ° C / h, particularly 10 ° C / h to 100 ° C / h, and particularly preferably 30 ° C / h to 80 ° C / h. .
The temperature lowering rate in the lifting cycle is preferably 1 ° C./h to 500 ° C./h, particularly 10 ° C./h to 100 ° C./h, and particularly preferably 30 ° C./h to 80 ° C./h.

昇降サイクルステップのサイクル数は、少なくとも2回行なうことが重要であり、好ましくは2〜10回であり、中でも4〜6回が好ましい。
昇降サイクルステップのトータル時間は、2時間〜100時間とするのが好ましく、特に4時間〜80時間、中でも特に14時間〜50時間とするのが好ましい。
また、昇降サイクルの1サイクルの時間(サイクル周期)、すなわち降温開始から昇温過程を経て再び降温開始するまでの1サイクルの時間は、1時間〜10時間とするのが好ましく、特に4時間〜8時間とするのが好ましい。
It is important that the number of cycles of the lifting / lowering cycle step is at least twice, preferably 2 to 10 times, and more preferably 4 to 6 times.
The total time of the lifting / lowering cycle step is preferably 2 hours to 100 hours, particularly 4 hours to 80 hours, and particularly preferably 14 hours to 50 hours.
Further, the time of one cycle of the ascending / descending cycle (cycle period), that is, the time of one cycle from the start of temperature decrease to the start of temperature decrease again through the temperature rising process is preferably 1 hour to 10 hours, particularly 4 hours to 8 hours is preferred.

<冷却工程>
熱処理後の冷却工程では、歪複屈折率等が増加してしまうため、ゆっくり時間をかけて冷却することが重要である。その反面、あまり時間をかけると、生産性を著しく損ねてしまう。このような観点から、熱処理後の冷却工程では、例えば0.1〜5℃/h、特に0.5〜1.5℃/hの冷却速度で室温付近まで冷却するのが好ましい。
<Cooling process>
In the cooling step after the heat treatment, strain birefringence and the like increase, so it is important to cool slowly over time. On the other hand, if too much time is spent, productivity is significantly impaired. From such a viewpoint, in the cooling step after the heat treatment, it is preferable to cool to near room temperature at a cooling rate of, for example, 0.1 to 5 ° C./h, particularly 0.5 to 1.5 ° C./h.

<蛍石:CaF2結晶>
上記の製造方法によれば、次の光学特性を備えた蛍石を得ることができる。
<Fluorite: CaF 2 crystal>
According to the above manufacturing method, fluorite having the following optical characteristics can be obtained.

<100>方位の結晶基板において、光入射面を(100)面としたときの、波長633nmにおける歪複屈折分布を測定した際、厚みあたりの歪複屈折値の平均値が0.4nm/cm〜1.8nm/cm、特に0.4nm/cm〜1.1nm/cm、中でも特に0.4〜0.9nm/cmのものを得ることができる。
また、厚み当りの波長633nmにおける歪複屈折値の最大値と最小値の差(:PV)は、4.0nm/cm以下、特に3.3nm/cm以下、中でも特に1.2以下のものを得ることができる。
また、<111>方位の結晶基板において、光入射面を(111)面としたときの、波長633nmにおける歪複屈折分布を測定した際、厚みあたりの歪複屈折値の平均値が0.2nm/cm〜0.4nm/cm、特に0.2nm/cm〜0.3nm/cm、中でも特に0.20nm/cm〜0.22nm/cmのものを得ることができる。
また、厚み当りの波長633nmにおける歪複屈折値の最大値と最小値の差(:PV)は3.2nm/cm以下、特に0.9nm/cm以下、中でも特に0.7nm/cm以下のものを得ることができる。
When a strain birefringence distribution at a wavelength of 633 nm was measured on a crystal substrate with a <100> orientation and the light incident surface was a (100) plane, the average value of strain birefringence values per thickness was 0.4 nm / cm. ˜1.8 nm / cm, especially 0.4 nm / cm to 1.1 nm / cm, in particular 0.4 to 0.9 nm / cm can be obtained.
Further, the difference between the maximum and minimum strain birefringence values at a wavelength of 633 nm per thickness (: PV) is 4.0 nm / cm or less, particularly 3.3 nm / cm or less, and particularly 1.2 or less. Obtainable.
Further, when a strain birefringence distribution at a wavelength of 633 nm was measured on a crystal substrate with a <111> orientation and the light incident surface was a (111) plane, the average value of strain birefringence values per thickness was 0.2 nm. / Cm to 0.4 nm / cm, in particular 0.2 nm / cm to 0.3 nm / cm, in particular 0.20 nm / cm to 0.22 nm / cm.
Further, the difference between the maximum and minimum values of strain birefringence at a wavelength of 633 nm per thickness (: PV) is 3.2 nm / cm or less, particularly 0.9 nm / cm or less, especially 0.7 nm / cm or less. Can be obtained.

<用途>
上記のように本発明の製造方法により得られる蛍石は、歪などが入りやすく且つ除去し難いと言われる<100>方位の結晶基板、或いは<111>方位の結晶基板において、巨視的に結晶の均質性が高く、且つ残留歪(歪複屈折)が極めて少ないという特徴を有しており、必要に応じて加工し光学レンズをはじめとする各種光学部品として使用することができる。
<Application>
As described above, the fluorite obtained by the production method of the present invention is macroscopically crystallized in a <100> orientation crystal substrate or a <111> orientation crystal substrate, which is said to be easily strained and difficult to remove. Has high homogeneity and extremely low residual strain (strain birefringence), and can be used as various optical components such as optical lenses after being processed as necessary.

こうして得られたレンズは、例えば色消レンズ(アポクロマート)、TVカメラレンズ、顕微鏡レンズ、赤外線分析用窓材、半導体リソグラフィー(ステッパー、スキャナー)装置に用いられるレンズ、その他の光学レンズとして用いることができる。特に巨視的に結晶の均質性が高く、且つ残留歪(歪複屈折)が極めて少ない蛍石を得ることができるから、高精度ステッパー、すなわちArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザ等の紫外或いは真空紫外波長域のレーザを光源に用いた露光装置等のステッパー用レンズ材料として好適に用いることができる。   The lens thus obtained can be used, for example, as an achromatic lens (apochromat), a TV camera lens, a microscope lens, an infrared analysis window material, a lens used in a semiconductor lithography (stepper, scanner) apparatus, or other optical lens. . In particular, since fluorite having high crystal homogeneity and extremely low residual strain (strain birefringence) can be obtained, a high-precision stepper, that is, an ultraviolet or vacuum ultraviolet such as an ArF (argon fluoride) excimer laser. It can be suitably used as a lens material for a stepper such as an exposure apparatus using a laser of a wavelength region as a light source.

以下、本発明に関する実施例及び比較例について説明する。但し、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではない。
先ず、得られた蛍石の評価方法について説明する。
Examples of the present invention and comparative examples will be described below. However, the present invention is not limited to the contents described below.
First, a method for evaluating the obtained fluorite will be described.

<波長633nmにおける歪複屈折値・分布の測定>
熱処理前後のCaF2結晶基板内の歪複屈折量の分布は、歪複屈折測定装置(ユニオプト社製「ABR−10A」)を用いて、<100>方位の結晶基板(表中の有効径を有し、且つ平面がCaF2の(100)面に平行)、及び、<111>方位の結晶基板(表中の有効径を有し、且つ平面がCaF2の(111)面に平行)のそれぞれについて、測定範囲(有効径)内を5mm間隔で測定し、<100>方位の結晶基板における歪複屈折値の平均値及びPV値と、<111>方位の結晶基板における歪複屈折値の平均値及びPV値とを求めた。この際、測定装置が設置されている部屋の温度(室温)に結晶基板を十分馴染ませてから測定を開始するようにした。
なお、結晶内に存在する歪の大きさは、結晶内の歪複屈折量の分布で示すことができ、結晶内に残留する歪によって生ずる単位長さあたりの光路差が「歪複屈折」である。
<Measurement of strain birefringence value / distribution at wavelength 633 nm>
The distribution of strain birefringence in the CaF 2 crystal substrate before and after the heat treatment was determined by using a strain birefringence measuring device (“ABR-10A” manufactured by UNIOPT Co., Ltd.) and the crystal substrate with <100> orientation (effective diameter in the table) And a plane is parallel to the (100) plane of CaF 2 ) and a crystal substrate of <111> orientation (having an effective diameter in the table and the plane is parallel to the (111) plane of CaF 2 ) For each, the measurement range (effective diameter) is measured at intervals of 5 mm, and the average value and PV value of the strain birefringence value in the <100> orientation crystal substrate, and the strain birefringence value in the <111> orientation crystal substrate. The average value and PV value were determined. At this time, the measurement was started after the crystal substrate was sufficiently adapted to the temperature (room temperature) of the room in which the measuring apparatus was installed.
Note that the magnitude of strain present in the crystal can be indicated by the distribution of strain birefringence in the crystal, and the optical path difference per unit length caused by strain remaining in the crystal is “strain birefringence”. is there.

(実施例)
本実施例では、図1に示される構成の熱処理炉を用いて熱処理及びその後の冷却を行なった。以後の比較例も同様である。
(Example)
In this example, heat treatment and subsequent cooling were performed using a heat treatment furnace having the configuration shown in FIG. The same applies to the subsequent comparative examples.

ブリッジマン・ストックバーガー法(BS法)により育成されたCaF2結晶を<100>方位又は<111>方位に切り出し、表1及び表2に示した有効径の円を採取可能な多角形状の基板に加工して、<100>方位の結晶基板と<111>方位の結晶基板を作製した。これら両方の結晶基板を、フッ化剤としてのPbF2と共にカーボン製容器4内に収納した。 A polygonal substrate that can cut CaF 2 crystals grown by the Bridgeman-Stockburger method (BS method) in the <100> direction or the <111> direction and extract the effective diameter circles shown in Tables 1 and 2. To produce a <100> oriented crystal substrate and a <111> oriented crystal substrate. Both of these crystal substrates were stored in a carbon container 4 together with PbF 2 as a fluorinating agent.

先ず、熱処理炉内を減圧して真空雰囲気とすると共に炉内温度を40℃/hの速度で400℃まで上昇させ、炉内の酸素ガス及び水分等を除去した後、Arガスを炉内に導入して熱処理炉内を常圧、Arガス雰囲気とした。
その後、炉内温度を35℃/hの速度で上昇させ、表1及び表2に示した昇温目標温度に到達させた後、表1及び表2に示した温度領域(昇降サイクルの下限〜上限)にて、昇温と降温を交互に行なう昇降サイクルを、表1及び表2に示したサイクル回数だけ実施した。なお、昇降サイクルにおける昇温時間・速度と降温時間・速度とを等しくした。
続いて、室温まで冷却速度3℃/hにて冷却した。
First, the inside of the heat treatment furnace is depressurized to form a vacuum atmosphere and the furnace temperature is increased to 400 ° C. at a rate of 40 ° C./h to remove oxygen gas and moisture in the furnace, and then Ar gas is put into the furnace. The heat treatment furnace was introduced to normal pressure and Ar gas atmosphere.
Thereafter, the furnace temperature was raised at a rate of 35 ° C./h to reach the temperature increase target temperature shown in Table 1 and Table 2, and then the temperature range shown in Table 1 and Table 2 (lower limit of the lifting cycle) In the upper limit), the raising / lowering cycle for alternately raising and lowering the temperature was performed for the number of cycles shown in Tables 1 and 2. The temperature raising time / speed and the temperature falling time / speed in the elevating cycle were made equal.
Subsequently, it was cooled to room temperature at a cooling rate of 3 ° C./h.

(比較例)
上記実施例と同様に<100>方位の結晶基板と<111>方位の結晶基板を作製し、これら両方の結晶基板を、フッ化剤としてのPbF2と共に、カーボン製容器4内に収納した。
(Comparative example)
Similar to the above example, a crystal substrate with <100> orientation and a crystal substrate with <111> orientation were prepared, and both of these crystal substrates were stored in a carbon container 4 together with PbF 2 as a fluorinating agent.

先ず、熱処理炉内を減圧して真空雰囲気とすると共に炉内温度を40℃/hの速度で400℃まで上昇させ、炉内の酸素ガス及び水分等を除去した後、Arガスを炉内に導入して熱処理炉内を常圧、Arガス雰囲気とした。
その後、炉内温度を35℃/hの速度で上昇させ、表1及び表2に示した昇温目標温度に到達させた後、その温度を、表1及び表2に示した保持時間保持した後、室温まで冷却速度3℃/hにて冷却した。
First, the inside of the heat treatment furnace is depressurized to form a vacuum atmosphere and the furnace temperature is increased to 400 ° C. at a rate of 40 ° C./h to remove oxygen gas and moisture in the furnace, and then Ar gas is put into the furnace. The heat treatment furnace was introduced to normal pressure and Ar gas atmosphere.
Thereafter, the furnace temperature was increased at a rate of 35 ° C./h to reach the temperature increase target temperature shown in Tables 1 and 2, and the temperature was held for the holding times shown in Tables 1 and 2. Thereafter, it was cooled to room temperature at a cooling rate of 3 ° C./h.

Figure 0004839205
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Figure 0004839205
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(考察)
表1及び表2の結果において、実施例及び比較例の結果を比較検討すると、CaF2結晶基板の熱処理では、所定の温度領域(900〜1350℃の温度領域)にて降温と昇温を交互に行なう昇降サイクルを繰り返すことにより、巨視的に結晶の均質性が高く、且つ残留歪(歪複屈折)が極めて少ない蛍石を得られることが分った。
その際、昇降サイクルでは、CaF2の超イオン伝導転移点を跨いで降温と昇温を交互に行なうことが好ましいことが分った。
また、昇温目標温度は1000〜1350℃の範囲であればよく、特に1100〜1300℃の範囲内に設定するのが好ましいことが分った。
また、昇降サイクルにおける温度領域、すなわち熱処理温度領域は900〜1350℃の温度領域であればよく、特に1000〜1300℃の温度領域であるのが好ましいことが分った。
(Discussion)
In the results of Table 1 and Table 2, when the results of the example and the comparative example are compared and examined, in the heat treatment of the CaF 2 crystal substrate, the temperature lowering and the temperature rising are alternately performed in a predetermined temperature range (900 to 1350 ° C. temperature range). It was found that by repeating the elevating and lowering cycle, fluorite having high crystal homogeneity macroscopically and very little residual strain (strain birefringence) can be obtained.
At that time, it was found that it is preferable to alternately perform temperature lowering and temperature rising across the superionic conduction transition point of CaF 2 in the lifting cycle.
Further, it has been found that the temperature increase target temperature may be in the range of 1000 to 1350 ° C., and is particularly preferably set in the range of 1100 to 1300 ° C.
Further, it has been found that the temperature region in the ascending / descending cycle, that is, the heat treatment temperature region may be a temperature region of 900 to 1350 ° C., and particularly preferably a temperature region of 1000 to 1300 ° C.

熱処理炉の一例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed an example of the heat processing furnace. 熱処理工程における温度プロファイルの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the temperature profile in a heat treatment process. CaF2結晶基板を横から見た図であり、(a)は<100>方位の結晶基板を説明する図であり、(b)は<111>方位の結晶基板を説明する図である。A view of the CaF 2 crystal substrate from the side, (a) is a diagram for explaining the crystal substrate of <100> orientation, (b) is a diagram for explaining the crystal substrate <111> orientation.

符号の説明Explanation of symbols

1 気密炉
2 断熱材
3 支持台
4 カーボン製容器
5 CaF2結晶基板
6 ヒータ
7 温度センサ
8 温度制御装置
1 airtight furnace 2 heat insulator 3 support 4 carbon steel container 5 CaF 2 crystal substrate 6 heater 7 temperature sensor 8 temperature controller

Claims (2)

単結晶育成工程で得られたCaF2結晶の熱処理において、炉内温度を上昇させて1000〜1350℃の範囲内に到達させた後、900〜1350℃の温度領域にて降温と昇温を交互に行なう昇降サイクルを、サイクル周期すなわち降温開始から昇温過程を経て再び降温開始するまでの1サイクルの時間を4時間〜10時間とすると共に、少なくとも2回実施し、続いて冷却することを特徴とする蛍石の製造方法。 In the heat treatment of the CaF 2 crystal obtained in the single crystal growth step , the temperature in the furnace is raised to reach the range of 1000 to 1350 ° C., and then the temperature lowering and the temperature raising are alternately performed in the temperature range of 900 to 1350 ° C. The elevating and lowering cycle is performed in a cycle period, that is, the time of one cycle from the start of temperature decrease to the start of temperature decrease again through the temperature rising process is set to 4 hours to 10 hours, and is performed at least twice, and then cooled. A method for producing fluorite. 昇降サイクルでは、CaF2の超イオン伝導転移点である1150℃を跨いで降温と昇温を交互に行なうことを特徴とする請求項1に記載の蛍石の製造方法。 2. The method for producing fluorite according to claim 1, wherein in the ascending / descending cycle, temperature lowering and temperature raising are alternately performed across 1150 ° C., which is a superionic conduction transition point of CaF 2 .
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